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水环境污染制约经济发展,危害人类身体健康,水污染已成为一个世界性的环境问题。人工湿地污水处理系统氮、磷去除率高、投资少、运行维护方便,已经得到广泛的应用。本研究针对一种新型人工湿地──复合型人工湿地的脱氮问题,以小试系统为基础,对垂直流──水平流（潜流）复合湿地系统除氮的工艺进行优化,主要考虑水力停留时间、溶解氧、进水TN负荷、补充碳源的量、温度、进水pH值等因素对复合系统脱氮效果的影响。研究了垂直流湿地系统内NH4+-N的转化途径和规律,不同形态氮的去除机制,垂直流系统内部的水力传导状况。试验结果表明:（1）间歇布水以及给湿地适当的干化期对于避免系统堵塞是有必要的;（2）垂直流湿地系统沿水流方向DO值的起伏变化利于NH4+-N向NO3--N的转化,且利于TN的去除;（3）对垂直流湿地系统进行轻微曝气,进水TN浓度在60mg/L左右,其中NH4+-N的浓度在50mg/L左右,水力停留时间为2d时,TN的去除率可达51.9%,未被去除的NH4+-N也大部分转化成为N03--N,出水NO3--N占TN的96.5%;（4）DO值大于1.5mg/L时,NH4+-N向:NO3--N的转化率可达比较高的水平,溶解氧继续增大,转化率提高不显著,但是当DO值低于1.2mg/L时,NH4+-N转化率低于30%;（5）当进水TN浓度为80mg/L时,尽管TN的去除率不高,系统中NH4+-N向NO3--N的转化率仍然很高。但当进水TN浓度超过80mg/L时,NH4+-N向NO3--N的转化率急速降低。对水平流系统进行连续性试验,主要考察TN负荷、溶解氧、碳源量、水力停留时间、温度、pH值各因素对水平流湿地中反硝化反应的影响。试验结果表明:（1）向垂直流出水添加碳源后进入水平流湿地,可使水平流湿地系统内部的溶解氧降至O.5mg/L以下,从而创造利于反硝化反应的条件;（2）对TN（以NO3--N为主）浓度介于20-120mg/L的垂直流出水添加碳源后进行试验,发现TOC/TN＞2.5时,碳源是充足的,此时水平流系统均可取得94%以上的TN去除率;（3）对于TN（以NO3--N为主）浓度小于60mg/L的含氮污水,水力停留时间为1.5d时,TOC/TN=3时,可以取得很好的脱氮效果;（4）对于添加碳源的水平流进水,控制TOC/TN值在3左右,HRT为1.5d,进水TN浓度20-120mg/L,进行一系列试验,结果表明,进水TN浓度低于60mg/L时,TN去除率在94.1%以上。当进水TN浓度高于60mg/L时,增加进水TN浓度对TN去除率的影响较为显著。一系列针对复合系统的试验结果表明,垂直流—水平流复合湿地系统对处理高浓度含氮污水可以取得很好的效果,复合人工湿地系统进水TN浓度在20mg/L-80mg/L（其中NH4+-N占80%以上）,环境温度为20℃左右,进水pH为6.3-7.5,垂直流湿地系统的HRT为2d,并且保证垂直流系统内的DO不低于1.5mg/L,水平流湿地系统的HRT为1.5d,水平流进水的TOC/TN控制在3.0左右。复合系统对总氮的去除率可达到90%以上,出水TN浓度可控制在10mg/L以下,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A类标准。